压电效应的创始人2012/05/25

我们知道，晶振具有各向异性的特性。当沿着一定方向施加一个外力时，晶振发生变形的同时会产生极化现象，导致介质表面带电。这就是压电效应（piezoelectric effect）。尽管石英晶体振荡器的应用已有几十年的历史，但因其具有频率稳定度高这一特点，故在电子技术领域中一直占有重要的地位。尤其是信息技术（IT）产业的高速发展，更使这种晶体振荡器焕发出勃勃生机。石英晶体振荡器在远程通信、卫星通信、移动电话系统、全球定位系统（GPS）、导航、遥控、航空航天、高速计算机、精密计测仪器及消费类民用电子产品中，作为标准频率源或脉冲信号源，提供频率基准，是目前其它类型的振荡器所不能替代的。小型化、片式化、低噪声化、频率高精度化与高稳定度及高频化，是移动电话和天线寻呼机为代表的便携式产品对石英晶体振荡器提出的要求。事实上石英晶体振荡器在发展过程中，也面临像频率发生器这类电路的潜在威胁和挑战。此类振荡器只有在技术上不断创新，才能延长其寿命周期，在竞争中占有优势。

压电晶体的效应和原理大家基本上是都知道了，几乎每篇文章都有介绍到，那么压电晶体的发现者是谁，怎么被发现的，是不是更加好奇了。

1820年，晶体具有压电效应的理论正是由李普曼（Lippmann）教授提出的，不久，他的学生居里兄弟通过对电气石的实验，证实了压电效应的存在。1881年，居里兄弟还通过实验验证了逆压电效应，并给出石英相同的正逆压电常数。所以，一般人都认为压电效应是皮埃尔·居里（Pierre Curie）和他的哥哥雅克斯·居里（Jacques Curie）发现的，其实这里面离不开他的老师李普曼教授的指导。皮埃尔·居里长期从事晶体方面的研究，做出许多卓有成效的工作。但后来为了给夫人提供力所能及的帮助，才放弃了晶体方面的研究工作，转而投入到放射性研究项目上去，并因为在1898年一年之内发现了钋(Po)和镭(Ra)两种新元素，获得了1903年度诺贝尔物理学奖。所以关于压电效应究竟是谁发现的，很难说，事实上压电效应又确实是皮埃尔·居里（Pierre Curie）和他的哥哥雅克斯·居里（Jacques Curie）一百年前在杰克斯的实验室发现了压电性。后来兄弟俩却发现，在某一类晶体中施以压力会有电性产生。他们有系统的研究了施压方向与电场强度间的关系，及预测某类晶体具有压电效应。归根结底，压电效应这一理论也是李普曼教授提出的。

电效应可分为正压电效应和逆压电效应。

正压电效应是指：当晶振受到某固定方向外力的作用时,内部就产生电极化现象,同时在某两个表面上产生符号相反的电荷；当外力撤去后，晶振又恢复到不带电的状态；当外力作用方向改变时，电荷的极性也随之改变；晶体受力所产生的电荷量与外力的大小成正比。压电式传感器大多是利用正压电效应制成的。

逆压电效应是指对晶振施加交变电场引起晶体机械变形的现象。用逆压电效应制造的变送器可用于电声和超声工程。压电敏感元件的受力变形有厚度变形型、长度变形型、体积变形型、厚度切变型、平面切变型5种基本形式。压电晶体是各向异性的，并非所有晶体都能在这5种状态下产生压电效应。例如石英晶振就没有体积变形压电效应，但具有良好的厚度变形和长度变形压电效应


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